半导体二极管 、三极管.ppt

2.1.1 理想开关的开关特性,一、静态特性,断开,闭合,2.1 半导体二极管、三极管和 MOS 管的开关特性,2.1.1 理想开关的开关特性,2.1 半导体二极管、三极管和 MOS 管的开关特性,二、动态特性,开通时间：,关断时间：,普通开关：静态特性好，动态特性差,半导体开关：静态特性较差，动态特性好,几百万/秒,几千万/秒,2.1.2 半导体二极管的开关特性,一、静态特性,外加正向电压(正偏),二极管导通(相当于开关闭合),外加反向电压(反偏),二极管截止(相当于开关断开),硅二极管伏安特性,阴极,A,阳极,K,PN结,1.结构示意图、符号和伏安特性,2.二极管的开关作用：,例,uO=0 V,uO=2.3 V,电路如图所示，,试判别二极管的工作状态及输出电压。,二极管截止,二极管导通,解,二、动态特性,1.二极管的电容效应,结电容 C j,扩散电容 C D,2.二极管的开关时间,电容效应使二极管的通断需要一段延迟时间才能完成,(反向恢复时间),ton 开通时间,toff 关断时间,一、静态特性,NPN,2.1.3 半导体三极管的开关特性,发射结,集电结,b,iB,iC,e,c,(电流控制型),1.结构、符号和输入、输出特性,(Transistor),(1)结构示意图和符号,(2)输入特性,(3)输出特性,放大区,截止区,饱和区,发射结正偏,条 件,电流关系,状态,放大,i C=iB,集电结反偏,饱和,i C iB,两个结正偏,I CS=IBS,临界,截止,iB 0,iC 0,两个结反偏,2.半导体三极管的开关应用,发射结反偏 T 截止,发射结正偏 T 导通,放大还是饱和？,饱和导通条件：,因为,所以,二、动态特性,2.1.4 MOS 管的开关特性,(电压控制型),MOS（Mental Oxide Semiconductor）金属 氧化物 半导体场效应管,一、静态特性,1.结构和特性：,(1)N 沟道,栅极 G,漏极 D,B,源极 S,3V,4V,5V,uGS=6V,可变电阻区,恒流区,UTN,iD,开启电压UTN=2 V,衬底,漏极特性,转移特性,uDS=6V,截止区,P 沟道增强型 MOS 管与 N 沟道有对偶关系。,(2)P 沟道,栅极 G,漏极 D,B,源极 S,iD,衬底,开启电压UTP=-2 V,参考方向,2.MOS管的开关作用：,(1)N 沟道增强型 MOS 管,开启电压UTN=2 V,iD,(2)P 沟道增强型 MOS 管,开启电压UTP=-2 V,iD,二、动态特性,1.MOS 管极间电容,栅源电容 C GS,栅漏电容 C GD,在数字电路中，这些电容的充、放电过程会制约 MOS 管的动态特性，即开关速度。,漏源电容 C DS,1 3 pF,0.1 1 pF,2.开关时间,开通时间,关断时间,